數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述-課件

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,SQL Server 2000,數(shù)據(jù)庫與應用,教材目錄,第1章 SQL SERVER 2000系統(tǒng)概述,第2章 SQL語言編程基礎,第3章 數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建與管理,第4章 創(chuàng)建與管理表,第5章 數(shù)據(jù)查詢,第6章 視圖與索引,第7章 實現(xiàn)數(shù)據(jù)完整性,第8章 存儲過程與觸發(fā)器,第9章 游標、事務與鎖,第10章 SQL SERVER的安全管理,第11章 數(shù)據(jù)庫的日常維護與管理,授課目錄,第1章 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述,第2章 關系數(shù)據(jù)庫,第3章 SQL SERVER 2000概述,第4章 數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建與管理,第5章 創(chuàng)建表與管理表,第6章 數(shù)據(jù)庫查詢,第7章 檢索結果集,第8章 子查詢和連接查詢,第9章 索引和視圖,第10章 SQL語句編程基礎,第11章 存儲過程與觸發(fā)器,第12章 游標、事務與鎖,第13章 SQL SERVER的安全管理,第14章 數(shù)據(jù)庫的日常維護與管理,第一章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述,教學目標,本章講解數(shù)據(jù)庫最常用的術語和基本概念；數(shù)據(jù)管理技術的產(chǎn)生和發(fā)展階段；數(shù)據(jù)模型及其組成要素和術語,教學任務,任務一 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念,任務二 數(shù)據(jù)管理技術的產(chǎn)生和發(fā)展,任務三 數(shù)據(jù)模型,任務四 關系數(shù)據(jù)模型,重點和難點,、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念,、數(shù)據(jù)模型的組成要素,、關系數(shù)據(jù)模型中的術語,任務一 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本概念,一、數(shù)據(jù)（Data）,二、數(shù)據(jù)庫（DataBase，簡稱DB）,數(shù)據(jù)是描述事物的符號記錄，是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象。描述事物的符號可以是數(shù)字、文字、圖形、圖象、聲音、語言等。,數(shù)據(jù)庫是指長期存儲在計算機內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。,三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）,數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。它的主要功能包括：,1、數(shù)據(jù)定義功能（DDL）,用戶通過它可以方便地對數(shù)據(jù)庫中的對象進行定義。,2、數(shù)據(jù)操縱功能(DML),用戶可以使用DML操縱數(shù)據(jù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的基本操作，如查詢、插入、刪除和修改等。,3.數(shù)據(jù)控制功能(DCL),數(shù)據(jù)庫在建立、運用和維護時由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一控制，以保證數(shù)據(jù)的安全性、完整性以及多用戶對數(shù)據(jù)的并發(fā)使用及發(fā)生故障后的系統(tǒng)恢復。,4、數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能,它包括數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的輸入、轉(zhuǎn)換功能,數(shù)據(jù)庫的存儲、恢復功能，數(shù)據(jù)庫的重組織功能和性能監(jiān)視、分析功能等。,四、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（簡稱DBS）,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員（DataBase Administrator，簡稱DBA）和用戶構成。,在一般不引起混淆的情況下常常把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)簡稱為數(shù)據(jù)庫。,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以用圖1.1表示,用戶,用戶,用戶,應用系統(tǒng),應用開發(fā)工具,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),操作系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫管理員,圖1.1,任務二 數(shù)據(jù)管理技術的產(chǎn)生和發(fā)展,一、數(shù)據(jù)管理,數(shù)據(jù)管理是指對數(shù)據(jù)進行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護。,二、數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展階段,經(jīng)歷了人工管理、文件管理、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個階段。,第一階段：人工管理階段(40年代中-50年代中),特點：,數(shù)據(jù)不保存,應用程序管理數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)無結構,數(shù)據(jù)不共享,數(shù)據(jù)不具有獨立性,應用程序1,應用程序2,應用程序n,數(shù)據(jù)集1,數(shù)據(jù)集2,數(shù)據(jù)集n,人工管理階段,第二階段：文件管理階段(50年代末-60年代中),特點：,（1）數(shù)據(jù)可以長期保存,（2）由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù),（3）數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大,（4）數(shù)據(jù)獨立性差,應用程序1,應用程序2,應用程序n,文件,系統(tǒng),數(shù)據(jù)集1,數(shù)據(jù)集2,數(shù)據(jù)集n,文件系統(tǒng)管理階段,文件管理階段（續(xù)）,補貼,系別,姓名,學號,勞資科,住址,系別,性別,姓名,學號,房產(chǎn)科,學位,學分,系別,姓名,學號,學籍科,學位,出身,年齡,系別,性別,姓名,學號,人事科,第三階段:數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段(60年代末以來),特點：,數(shù)據(jù)結構化,數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低，易擴充,數(shù)據(jù)獨立性高,數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制,數(shù),據(jù),庫,數(shù)據(jù)庫,管理系統(tǒng),應用程序1,應用程序2,應用程序n,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（續(xù)）,數(shù)據(jù)結構化：,面向全組織，具有整體數(shù)據(jù)的結構化,不僅描述數(shù)據(jù)本身，而且描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系,數(shù)據(jù)最小存取單位是數(shù)據(jù)項(數(shù)據(jù)項組成數(shù)據(jù)記錄）,學號,姓名,性別,系別,年齡,住址,出身,學位,學分,補貼,學籍科,房產(chǎn)科,人事科,勞資科,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（續(xù)）,數(shù)據(jù)的共享性高、冗余度低、易擴充,DBMS,應用程序1,應用程序2,數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（續(xù)）,數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制:,數(shù)據(jù)的安全性(Security)保護,數(shù)據(jù)的完整性(Integrity)檢查,并發(fā)(Concurrency)控制,數(shù)據(jù)庫恢復(Recovery),任務三 數(shù)據(jù)模型,一、數(shù)據(jù)模型的概念,模型是現(xiàn)實世界特征的模擬和抽象。,數(shù)據(jù)模型（Data Model）也是一種模型，它是現(xiàn)實世界數(shù)據(jù)特征的抽象。,在數(shù)據(jù)庫中用數(shù)據(jù)模型這個工具來抽象、表示和處理現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)和信息。,數(shù)據(jù)模型應滿足三方面要求：,一、能比較真實地模擬現(xiàn)實世界；,二、容易為人理解；,三、能夠在計算機上實現(xiàn)。,二、模型的分類,（1）概念模型，也稱信息模型，它是按用戶的觀點來對數(shù)據(jù)和信息建模，是信息世界的基本概念，主要用于數(shù)據(jù)庫設計。,（2）結構數(shù)據(jù)模型，主要包括網(wǎng)狀模型、層次模型、關系模型、面向?qū)ο竽Ｐ偷?，它是按計算機系統(tǒng)的觀點對數(shù)據(jù)建模.,數(shù)據(jù)模型(續(xù)),數(shù)據(jù)模型,是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中用于提供信息表示和操作手段的形式構架,應用,概念數(shù)據(jù)模型,結構數(shù)據(jù)模型,現(xiàn)實世界,信息世界,計算機世界,概念模型是現(xiàn)實世界到信息世界的第一層抽象,概念數(shù)據(jù)模型,歷史,-模型：Entity-Relationship Model,1976年，提出E-R模型，用E-R圖來描述概念模型,觀點,世界是由一組稱作,實體,的基本對象和這些對象之間的,聯(lián)系,構成的,信息世界的基本概念,實體(Entity),客觀存在并可相互區(qū)分的事物叫實體,如學生張三、工人李四、計算機系、數(shù)據(jù)庫概論,屬性(Attribute),實體所具有的某一特性,一個實體可以由若干個屬性來刻畫,例如，學生可由學號、姓名、年齡、系等組成,域(Domain),屬性的取值范圍,例如，性別的域為（男、女），月份的域為到12的整數(shù),信息世界的基本概念(續(xù)),實體型(Entity Type),實體名與其屬性名集合共同構成實體型,例，學生（學號、姓名、年齡、性別、系、年級）,注意實體型與實體（值）之間的區(qū)別，后者是前者的一個特例,如(9808100，王平，21，男，計算機系，2)是一個實體,實體集(Entity Set),同型實體的集合稱為實體集,如全體學生,信息世界的基本概念(續(xù)),聯(lián)系(Relationship)：,現(xiàn)實世界中事物內(nèi)部以及事物之間的聯(lián)系在信息世界,中反映為實體內(nèi)部的聯(lián)系和實體之間的聯(lián)系,如學生與老師間的授課關系,聯(lián)系也可以有屬性，如學生與課程之間有選課聯(lián)系，每個選課聯(lián)系都有一個成績作為其屬性,類型：,一對一聯(lián)系,一對多聯(lián)系,多對多聯(lián)系,信息世界的基本概念(續(xù)),碼(Key),唯一標識實體的屬性集稱為碼,如學號是學生實體的碼,通訊錄（姓名，郵編，地址，電話，Email，BP）,基本-圖要點,學生選修課程,E-R,圖,學生,課程,選修,姓名,學號,系別,課程名,先修課,學分,成績,用矩形表示實體集，在框內(nèi)寫上實體名,用橢圓表示實體的屬性,用無向邊把實體與其屬性連接起來,用菱形表示實體間的聯(lián)系,將參與聯(lián)系的實體用線段連接,m,n,聯(lián)系的,數(shù)量,數(shù)據(jù)庫設計過程,需求分析,概念數(shù)據(jù)庫設計,邏輯數(shù)據(jù)庫設計,確定存儲哪些數(shù)據(jù)，建立哪些應用，常用的操作及對象有哪些等,對需求分析所得到數(shù)據(jù)的更高層的抽象描述,將概念模型所描述的數(shù)據(jù)映射為某個特定的DBMS模式數(shù)據(jù),ER,模型,物理數(shù)據(jù)庫設計,結構數(shù)據(jù)模型,層次模型,網(wǎng)狀模型,關系模型,面向?qū)ο竽Ｐ?層次模型,層次模型：,用樹型（層次）結構表示實體類型以及實體之間聯(lián)系的模型是層次模型。,R1,R2,R3,R4,R5,根結點,兄弟結點,葉結點,葉結點,層次模型示例,葉結點,1.有且只有一個結點沒有雙親結點，這個結點稱為根 結點,2.根以外的其它結點有且只有一個雙親結點,（2）層次模型的優(yōu)點：,層次模型本身比較簡單,對于實體間聯(lián)系是固定的，且預先定義好的應用系統(tǒng)，采用層次模型來實現(xiàn)，其性能優(yōu)于關系模型，不低于網(wǎng)狀模型。,層次模型的缺點：,現(xiàn)實世界中很多聯(lián)系是非層次的,對插入和刪除操作的限制比較多,查詢子女結點必須通過雙親結點,由于結構嚴密，層次命令趨于程序化,網(wǎng)狀模型,網(wǎng)狀模型：,網(wǎng)狀模型滿足的條件,允許一個以上的結點無雙親,一個結點可以有多于一個的雙親,R1,R2,R4,R5,R3,L1,L2,L3,L4,L5,網(wǎng)狀模型示例,（2）網(wǎng)狀模型的優(yōu)點：,A、能夠更直接地描述現(xiàn)實世界，如一個結點有多個雙親,B、具有良好的性能，存取效率較高,網(wǎng)狀模型的缺點：,A、結構比較復雜，而且隨著應用環(huán)境的擴大，數(shù)據(jù)庫的結構就變得越來越復雜，不利于最終用戶掌握。,B、其DLL、DML語言復雜，用戶不容易使用。,關系模型,關系模型：,用關系（二維表格形式結構）來表示實體類型以及實體間聯(lián)系的模型稱為關系模型。,關系模型示例,學生登記表,1970年美國IBM公司San Jose研究室的研究員首次提出了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的關系模型,對象模型,對象模型：,使用面向?qū)ο蠹夹g（Object-Oriented，簡稱OO)來表示信息世界的實體類型及實體之間聯(lián)系的模型稱為對象模型。,狀態(tài)：,屬性集合,行為：,操作方法集合,對象,封裝,消息,對象示意圖,（2）數(shù)據(jù)操作,數(shù)據(jù)操作是指對數(shù)據(jù)庫中各種對象的實例允許執(zhí)行的操作的集合，包括操作及有關的操作規(guī)則.,（3）數(shù)據(jù)的約束條件,數(shù)據(jù)的約束條件是一組完整性規(guī)則的集合。完整性規(guī)則是給定的數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)及其聯(lián)系所具有的制約和依存規(guī)則，用以限定符合數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)以及狀態(tài)的變化，以保證數(shù)據(jù)的正確、有效、相容。,二、關系的完整性,1、實體完整性（Entity Integrity）,若屬性A是基本關系R的主屬性，則屬性A不能取空值。,2、參照完整性（Referential Integrity）,若屬性（或?qū)傩越M）F是基本關系R的外碼，F(xiàn)是基本關系S的主碼，則對于R中的每個元組在F上的值必須為：,（1）或者取空值（F的每個屬性值均為空值）,（2）或者等于S中某個元組的主碼值,3、用戶定義的完整性（User-defined Integrity）,用戶定義的完整性就是針對某一具體關系數(shù)據(jù)庫的約束條件它反映某一具體應用所涉及的數(shù)據(jù)必須滿足的語義要求,三、關系數(shù)據(jù)模型的性質(zhì),1、列是同質(zhì)的，即每一列中的分量是同一類型的數(shù)據(jù)，來自同一個域。,2、不同的列可以出自同一域。,3、列（行）的順序可以任意交換。,4、任意兩個元組不能完全相同。,5、每一個屬性必須是不可再分的。,本章小結,通過本章的學習，我們應該掌握數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成，了解數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展過程，重點掌握關系數(shù)據(jù)模型的基本知識。,習 題,DBS是由下列那些部分組成的（）,A DB、DBMS、應用系統(tǒng),B DB、DBMS、DBM和用戶,C DB、DBMS、應用系統(tǒng)和用戶,D DB、DBMS、DBA、應用系統(tǒng)和用戶,D,課后作業(yè),1.什么是數(shù)據(jù)庫?什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)?什么是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)?,2.數(shù)據(jù)管理技術的階段都有哪些?,3.什么是關系,元組,域,主碼,外碼,候選碼?,4.數(shù)據(jù)庫的完整性有哪些?,